特開 2022-106549 濃縮機、及び、該濃縮機と晶析装置とからなる濃縮装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022106549

(43)【公開日】2022-07-20

(54)【発明の名称】濃縮機、及び、該濃縮機と晶析装置とからなる濃縮装置

(51)【国際特許分類】

   B01D 9/02 20060101AFI20220712BHJP

   B03B 5/28 20060101ALI20220712BHJP

【ＦＩ】

B01D9/02 615A

B03B5/28 A

B01D9/02 603E

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021001636

(22)【出願日】2021-01-07

(71)【出願人】

【識別番号】000171919

【氏名又は名称】佐竹マルチミクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100102749

【弁理士】

【氏名又は名称】澤木 紀一

(74)【代理人】

【識別番号】100081787

【弁理士】

【氏名又は名称】小山 輝晃

(72)【発明者】

【氏名】西岡 光利

【テーマコード（参考）】

4D071

【Ｆターム（参考）】

4D071AA52

4D071AB62

4D071CA03

(57)【要約】

【課題】従来の濃縮装置は、蒸発濃縮機を用いていたため、必要エネルギーが大きかった。
【解決手段】本発明の濃縮装置は、容れられた原料を結晶として析出させて、成長させる晶析装置と、該晶析装置により排出された、成長された結晶を含む液体が容れられ、該液体を濃縮する濃縮機と、前記濃縮機から排出された微粒を含む液体を、前記晶析装置に導入させる循環手段とよりなり、前記濃縮機は、晶析装置により晶析した結晶を含む液体が容れられるハウジングと、該ハウジング内に設けられた、前記結晶を微粒と粗粒とに分級する分級ローターと、該分級ローターにより分級された微粒を含む液体を前記ハウジング外に排出する微粒排出部と、前記分級ローターにより分級され、濃縮された粗粒を、前記ハウジング外に排出する粗粒排出口とよりなることを特徴とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

固体粒子を含む液体や晶析装置により晶析した結晶を含む液体が容れられるハウジングと、
該ハウジング内に設けられた、前記固体粒子や結晶を微粒と粗粒とに分級する分級ローターと、
該分級ローターにより分級された微粒を含む液体を前記ハウジング外に排出する微粒排出部と、
前記分級ローターにより分級され、濃縮された粗粒を、前記ハウジング外に排出する粗粒排出口とよりなることを特徴とする濃縮機。

【請求項2】

容れられた原料を結晶として析出させて、成長させる晶析装置と、
該晶析装置により排出された、成長された結晶を含む液体が容れられ、該液体を濃縮する濃縮機と、
前記濃縮機から排出された微粒を含む液体を、前記晶析装置に導入させる循環手段とよりなり、
前記濃縮機は、晶析装置により晶析した結晶を含む液体が容れられるハウジングと、
該ハウジング内に設けられた、前記結晶を微粒と粗粒とに分級する分級ローターと、
該分級ローターにより分級された微粒を含む液体を前記ハウジング外に排出する微粒排出部と、
前記分級ローターにより分級され、濃縮された粗粒を、前記ハウジング外に排出する粗粒排出口とよりなることを特徴とする濃縮装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、固体粒子を含む液体や晶析装置から晶析させた結晶を含む液体を濃縮する濃縮機、及びこの濃縮機と晶析装置とからなる濃縮装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

（１．１．従来の乾燥固体・粉体生成装置の説明）

【0003】

固体粒子や結晶を含む液体（スラリー）を濃縮して乾燥固体や粉体を製造する方法として、例えば、図５に示すように、晶析装置１の原料投入口１ａに原料スラリーを投入し、該原料スラリーに含まれている成分を結晶として析出させ、そして、所定の大きさまで成長させた結晶を含む液体（スラリー）を、前記晶析装置１の流出口１ｂからから流出させて、蒸発濃縮機２内に、導入口２ａから導入する。

【0004】

そして、該蒸発濃縮機２により、前記スラリーから水分を蒸発させ、蒸発させた水分は、復水部３により、復水させて、前記晶析装置１内に循環させ、また、水分が蒸発した結晶は、前記蒸発濃縮機２の取出口２ｂからウエット固体として取り出し、そして、該ウエット固体を温風等によるドライヤー部（乾燥装置）４により乾燥させることにより、乾燥固体や粉体を製品として生成させていた。

【0005】

（１．２．精密分級装置の説明）

【0006】

また、分級ローターを高速回転させて、液体（スラリー）中の粒子を、粒子の粒径（重さ）に応じて、分級する分級装置がある（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許第６７１３５４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、前記蒸発濃縮機２は、液体を蒸発させるためのエネルギーが大きい。

【0009】

また、蒸発した水分の再利用工程のイニシャルコスト・ランニングコストが大きい。

【0010】

更に、製品回収率を上げるために、所定の大きさまで粒子の粗大化が必要で、そのため、晶析操作を厳格に行う必要があった。

【0011】

本発明は、分級ローターを有する分級装置を応用し、該分級装置を濃縮機として用いることにより、前記欠点を解消する濃縮機を提供し、また、この濃縮機と晶析装置とからなる濃縮装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

前記の目的を達成すべく、本発明の濃縮機は、固体粒子を含む液体や晶析装置により晶析した結晶を含む液体が容れられるハウジングと、該ハウジング内に設けられた、前記固体粒子や結晶を微粒と粗粒とに分級する分級ローターと、該分級ローターにより分級された微粒を含む液体を前記ハウジング外に排出する微粒排出部と、前記分級ローターにより分級され、濃縮された粗粒を、前記ハウジング外に排出する粗粒排出口とよりなることを特徴とする。

【0013】

また、本発明の濃縮装置は、容れられた原料を結晶として析出させて、成長させる晶析装置と、該晶析装置により排出された、成長された結晶を含む液体が容れられ、該液体を濃縮する濃縮機と、前記濃縮機から排出された微粒を含む液体を、前記晶析装置に導入させる循環手段とよりなり、前記濃縮機は、晶析装置により晶析した結晶を含む液体が容れられるハウジングと、該ハウジング内に設けられた、前記結晶を微粒と粗粒とに分級する分級ローターと、該分級ローターにより分級された微粒を含む液体を前記ハウジング外に排出する微粒排出部と、前記分級ローターにより分級され、濃縮された粗粒を、前記ハウジング外に排出する粗粒排出口とよりなることを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、機器コスト及び電力共に大幅削減ができるようになる。

【0015】

また、比重差による固液分離・濃縮方法を採用するため、晶析装置において、厳密な管理、結晶の粗大化の必要はなくなるようになる。

【0016】

また、微細結晶を、前記晶析装置に再循環させることにより、種晶として再利用することができるようになるし、再加熱・溶融により結晶の無い晶析原料液に戻すことも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の濃縮装置の説明図である。

【図2】本発明の濃縮機の説明図である。

【図3】本発明の濃縮機の分級ローターの斜視図である。

【図4】本発明の濃縮機の一例の説明図である。

【図5】従来の濃縮装置の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明を実施するための形態の実施例を以下に示す。

【0019】

なお、従来と同じ部分には同じ符号を付け、説明を省略する。

【実施例0020】

本発明の実施例１を図１～図４によって説明する。

【0021】

（２．本発明の濃縮装置の説明）

【0022】

本発明においては、図１に示すように、晶析装置と濃縮機とよりなる濃縮装置において、従来、蒸発濃縮機２を用いていた代わりに、分級ローターを有する湿式固液分離濃縮機（濃縮機）５を用いる。

【0023】

該湿式固液分離濃縮機５は、図１～図３に示すように、例えば、晶析装置１から流出した結晶を含む液体（スラリー）を導入口６ａから容れるハウジング６と、該ハウジング６内に設けた、微粒と粗粒とを分級する分級ローター７と、該分級ローター７を回転させる回転手段（図示せず）と、前記分級ローター７により分級され該分級ローター７内に入流した微粒を含む液体（微粒スラリー）を前記ハウジング６外に流出する微粒排出部８と、前記分級ローター７内に流入しなかった、濃縮され、前記ハウジングの底部に貯められた粗粒よりなるウエット状の固体（ウエット固体）をハウジング６外に排出する粗粒排出口９とよりなる。

【0024】

なお、前記回転手段は、例えば、前記分級ローター７に接続された回転軸１０と、該回転軸１０を回転させるモーター等（図示せず）とよりなる。

【0025】

また、前記微粒排出部８と前記晶析装置１とは循環管１１により連結され、前記微粒排出部８からの微粒を含む液体が、前記晶析装置１に導入され、晶析装置１内の液体が循環されるように形成される。

【0026】

また、前記粗粒排出口９は、ドライヤー部４に連結され、前記粗粒排出口９から排出された濃縮された結晶（ウエット固体）は、ドライヤー部４内に導入され、該ドライヤー部４で乾燥されて、乾燥固体・粉体が製造されるようになる。

【0027】

（２．１．分級ローターの説明）

【0028】

前記分級ローター７は、例えば、図２及び図３に示すように、上下に離間し同軸に配置した２枚の同形の円板状の板１２ａ、１２ｂと、該上側の板１２ａの中心部に設けた排出口１３とよりなる枠体と、前記２枚の板１２ａ、１２ｂの互いに対向する面の外周側部分間に、周方向に等間隔で回転中心より放射状に設けるか、或いは、回転中心から若干偏心させて設けた（半径方向から若干傾斜させて設けた）複数の分級羽根１４とよりなる。

【0029】

そして、前記上側の板１２ａに、前記回転手段の管状に形成された回転軸１０が、該回転軸１０の開口部が前記排出口１３に連通するようにして、連結され、前記開口部１３と前記管状の回転軸１０とにより、前記微粒排出部９が形成される。

【0030】

なお、各互いに隣接する前記分級羽根１４、１４間に分級室１５が形成されるようになる。

【0031】

（３．本発明の作用の説明）

【0032】

本発明においては、例えば、晶析装置１にスラリー等の原料液体を投入し、該液体に含まれている成分を結晶として析出させ、ある程度成長した結晶を、前記晶析装置１から排出して、前記湿式固液分離濃縮機５内に導入する。

【0033】

なお、後述するように、分級ローター７により、所定の大きさまで成長しない結晶は、前記晶析装置１内に再循環され、所定の大きさに成長した結晶のみドライヤー部４に導入されるため、前記晶析装置１においては、前記湿式固液分離濃縮機５内に導入する結晶の大きさを厳密に管理・制御する必要はない。

【0034】

そして、前記湿式固液分離濃縮機５の分級ローター７の回転数は、所定の大きさの径（所定の重さ）の結晶を分級できる速度に調整され、図４に示すように、前記ハウジング６内に容れられた原料スラリーは、高速回転する分級ローター７により、前記所定の大きさの粒径（重さ）より小さい微粒及び液体は、前記分級ローター７の外周部から分級ローター７内に流入し、前記分級ローター７の中心部に形成された排出口１３から、前記回転軸１０の貫通孔１０ａ、前記循環管１１を通って、前記晶析装置１に導入され、前記微粒結晶が再循環されるようになる。

【0035】

また、前記所定の大きさの径より大きい粗粒は、前記分級ローター７外に排出され、そして、前記ハウジング６内で濃縮されていき、ウエット状の結晶（ウエット固体）として、前記ハウジング底部に貯まり、そして、例えば、前記ハウジング６の底部に設けられた排出口９から排出されて、前記ドライヤー部４に導入され、該ドライヤー部４で乾燥されて、乾燥固体や粉体が製造されるようになる。

【0036】

（４．本発明の効果の説明）

【0037】

本発明によれば、蒸発した水分を復水することなく、湿式分離・濃縮により液体をそのまま再循環するので、蒸発エネルギーを完全ゼロにできる。

【0038】

また、蒸発した水分の再利用工程がないので、イニシャルコスト・ランニングコストにおいて、機器コスト及び電力共に大幅削減ができる。

【0039】

また、エネルギー的にも、高速で回転させるモーター駆動のみ消費され、極めて低動力での湿式連続濃縮が可能である。

【0040】

また、比重差による固液分離・濃縮方法を採用するため、晶析装置において、厳密な管理、結晶の粗大化の必要はなくなり、これにより、オペレーションの負担が大幅に低減されコストダウン・エネルギー削減を実現することができる。

【0041】

また、敢えて、微細結晶を、前記晶析装置に再循環させることにより、種晶として再利用することができるようになるし、再加熱・溶融により結晶の無い晶析原料液に戻すことも可能となる。

【0042】

また、ある程度の分級作用を持たせることで、より効率化を実現することができる。

【0043】

また、分級ローターにおいては、一般の分級装置に求められる程の高度な分級精度は求められないので、装置を比較的大容量化も可能となる。

【0044】

また、本発明の濃縮機は、物理的な分離ではなく流体中で分離を行うため、結晶に与えるせん断作用も少ない。

【産業上の利用可能性】

【0045】

本発明の濃縮機、及び濃縮装置は、例えば、医療品関係、食品関係等における中間製品や最終製品を得るために利用される。

【符号の説明】

【0046】

１ 晶析装置
１ａ 原料投入口
１ｂ 流出口
２ 蒸発濃縮機
２ａ 導入口
２ｂ 排出口
３ 復水部
４ ドライヤー部
５ 湿式固液分離濃縮機
６ ハウジング
６ａ 導入口
７ 分級ローター
８ 微粒排出部
９ 粗粒排出口
１０ 回転軸
１０ａ 貫通孔
１１ 循環管
１２ａ 上側の板
１２ｂ 下側の板
１３ 排出口
１４ 分級羽根
１５ 分級室

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】